Físicos do PRISMA +, Grupo de Excelência na Universidade Johannes Gutenberg de Mainz, na Alemanha, trabalham em uma teoria que transcende o Modelo Padrão da física de partículas e tencionam responder a perguntas sobre hierarquias das massas de partículas elementares, ou, até mesmo, a própria existência de matéria escura.
A pedra nodal que dá base à teoria é a existência de uma dimensão extra no espaço-tempo. Até bem pouco tempo, cientistas enfrentavam o problema de que suas previsões teóricas não poderiam ser testadas empiricamente, porém, em recente publicação na edição atual do European Physical Journal C., este obstáculo foi ultrapassado.
Nos anos da década de 1920, em uma tentativa de unificar as forças gravitacionais e eletromagnéticas, Theodor Kaluza e Oskar Klein especularam sobre a existência de outra dimensão, além das já conhecidas três dimensões combinadas em um espaço-tempo quadridimensional (4D). Esta quinta dimensão teria de ser muito pequena e imperceptível a olho nu.
A teoria ganhou fôlego no final dos anos 1990, quando se percebeu que a quinta dimensão resolveria alguns mistérios insolúveis da física de partículas, segundo notória e celebrada publicação de Yuval Grossman, da Universidade de Stanford, e de Matthias Neubert, que lecionava na Universidade de Cornell na época.
O grupo de Matthias Neubert, atualmente professor da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz e porta-voz do PRISMA +, fez mais uma descoberta inesperada, 20 anos depois: os estudos previam a existência de uma nova partícula muito mais pesada, que não pode ser produzida nem mesmo no colisor de partículas de mais alta energia do mundo, que fica no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear CERN, na Suíça.
"Foi um pesadelo, estávamos entusiasmados com a ideia de que nossa teoria prediz uma nova partícula, mas parecia impossível confirmar essa previsão em qualquer experimento previsível", lembra Javier Castellano Ruiz, doutorando envolvido na pesquisa.
Novas perspectivas sobre a 5ª dimensão e a origem do Universo
Os cientistas encontraram, finalmente, uma maneira de comprovar a hipótese e descobriram que a nova partícula intermediária é necessariamente uma força nova entre as já conhecidas partículas elementares (nosso Universo visível) e a misteriosa matéria escura (o setor escuro).
A descoberta trouxe várias novas perspectivas de pesquisa sobre a matéria escura e sua constituição, e, ainda, para o estudo da física em um estágio muito inicial na história do nosso Universo, quando a matéria escura foi produzida.
"Depois de anos em busca de possíveis confirmações de nossas previsões teóricas, agora estamos confiantes de que o mecanismo que descobrimos tornaria a matéria escura acessível para experimentos futuros", disse Matthias Neubert, chefe da equipe de pesquisa, ao portal EurekAlert.